百合鳞茎发育过程中淀粉合成相关酶基因的克隆及表达分析

该研究通过同源克隆技术克隆腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒结合淀粉合酶(GBSS)和可溶性淀粉合酶(SSS) 3类百合淀粉合成关键酶基因,分析这三类淀粉合成关键酶基因的表达变化,测定百合鳞茎膨大发育中淀粉含量变化。结果表明:(1) AGPase具有GlgC家族蛋白PLN02241蛋白结构特征及cl11394家族蛋白ADP_Glucose_PP与NTP_transferase结构域,获登录号KP751443; GBSS与SSS具有cl10013家族蛋白Glyco_transf_5,GT1_Glycogen_synthase_DULL1_like结构域,获登录号分别为KP751444、KP751445。(2)百合鳞茎形成与膨大发育过程中,淀粉含量呈现递增趋势,鳞茎盘开始分化茎杆时其淀粉含量最高,达到44.52%。鳞茎与叶片部位的三个淀粉合成相关酶基因表达量均逐渐增加;在鳞茎膨大后茎杆分化阶段,三个淀粉合成相关酶基因表达量达到最高,AGPase、GBSS、SSS在鳞片中的表达量分别为10.79,6.92和5.12,叶片中的表达量分别为6.79,5.22和4.41,鳞片中的表达量大幅度高于叶片;淀粉合成相关酶基因的表达量变化与淀粉含量、鳞茎的膨大发育成正相关。这为鳞茎的繁殖生产提供了可通过调节淀粉合成关键酶基因表达促进百合鳞茎膨大发育的思路。     

兰州百合组培鳞茎发育研究

该研究以兰州百合商品种球鳞片为外植体材料,通过组织培养诱导丛生芽萌发及高频增殖,再以丛生芽为材料诱导其发育形成小鳞茎,调节培养基对小鳞茎进行膨大发育培养,最终形成促进兰州百合组培鳞茎膨大发育的“三步”组培培养技术路线;对发育过程中形成的丛生芽、小鳞茎及膨大鳞茎进行淀粉含量测定与生长特征参数统计,分析各步培养对鳞茎形成发育过程中淀粉含量与形态变化的影响。结果表明：所建立的“三步”培养方案培育出的组培鳞茎直径、重量与鳞片数分别为1.66 cm、2.48 g和26.33片,有效地促进了鳞茎的膨大,并能诱导鳞茎主茎杆的形成发育;在培养进程中其淀粉含量呈现逐步增加的趋势,这表明与鳞茎膨大发育正相关,同时鳞茎大小、重量及鳞片数三者也表现为正相关性;当鳞茎所含鳞片数在26片以上时,其生长点易发育形成主茎杆。该文研究了兰州百合组培鳞茎的形成与膨大发育技术,所研发的“三步”培养组成的鳞茎膨大发育组培技术有效地促进了鳞茎的膨大发育,而膨大发育的鳞茎能有效地缩短田间生长周期,从时间上提高百合生产量,同时为实现兰州百合膨大的鳞茎种球规模化生产提供技术支撑。     

离体条件下外源茉莉酸甲酯对人参锈腐病菌的影响

人参(Panax ginseng)是我国传统的名贵药材,由毁灭柱孢(Cylindrocarpon destructans)引起的人参锈腐病是严重影响人参产量和品质的重要根部病害之一,在人参生产中会造成严重的经济损失.茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)是一类新型的生长调节物质,既可以参与植物对病原菌及其他逆境胁迫做出的应答并进行信号传递,又可用来诱导植物的抗病反应.为了明确MeJA对人参锈腐病菌的影响并解析MeJA与病原菌致病因子之间的相互关系,该文研究了外源MeJA在不同浓度下对C.destructans的直接影响,包括对菌落生长、孢子萌发、菌丝生长量、病菌分泌水解酶的影响.结果表明:MeJA能够强烈抑制病原菌的生长和孢子萌发,而对病原菌致病酶的活性则表现出促进作用;人参锈腐病菌在PDA平板上的菌落直径从(8.23±0.15) cm(对照)减少到(0.71±0.00) cm(800 μg·mL-l MeJA),在MeJA浓度达到最高时,菌落生长几乎完全被抑制;MeJA的浓度大于400 μg·mL-1时,病原菌的生物量减少了65.3％～ 100％,孢子萌发率和芽管长度减少了100％;MeJA在浓度大于200 μg·mL-1时,果胶酶、纤维素酶和淀粉酶活性升高而蛋白酶的活性却没有变化.综上表明,MeJA对病原菌产生抑制作用的临界浓度为200 μg·mL-1.该研究结果为后续使用MeJA处理人参植株进行诱导抗病性的研究奠定了基础,同时也有助于进一步了解人参锈腐病的致病机理,并为病害防控提供了理论参考.